西江干线船用螺旋桨性能分析与对比研究

针对西江干线船舶螺旋桨匹配与效率的问题,利用Pro/E和CATIA分别建立了西江干线船舶螺旋桨和船体的几何模型,应用Fluent计算软件和Workbench平台,在考虑有船体干扰的情况下,对西江主流船型螺旋桨的水动力性能和结构性能进行了对比研究.通过对比分析3叶螺旋桨和4叶螺旋桨的水动力性能和结构性能,预报了2种螺旋桨在实际营运环境中的优劣.     

螺旋桨空泡及防止研究

螺旋桨是船舶普遍采用的推进器,其作用是将船舶主机发出的功率转变为推动船舶运动的推力,实现船舶的航行.随着船舶航速的提高和大功率主机的使用,螺旋桨会出现"空泡现象".当螺旋桨出现"空泡"后,会对螺旋桨的性能带来不同程度的影响,或者使航速降低,或者使桨叶材料受到损坏,这种损坏有时还延及桨后的舵、桨上方的船体板,或者使船体产生严重的振动和噪声.     

船舶螺旋桨螺距修正的参数化研究

本文介绍了基于AutoCAD VBA船舶螺旋桨参数化螺距修正方法,主要包括针对毂径比和叶厚比进行修正、程序菜单和工具栏的设计,以及程序代码的自动加载等,列举了用VBA编写的相关程序。     

船舶推进电机无速度传感器矢量控制仿真研究

船舶电力推进技术的核心是船舶推进电机控制技术。采用异步电机作为船舶推进电机,以船-桨负载模型作为船舶推进交流异步电机的负载模型,对船-桨负载模型进行仿真分析,同时对船舶推进异步电机的实测转子转速和估算转子转速进行了对比。经验证,改进后的模型参考自适应算法性能更优。     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

柴油机瞬时转速的仿真计算与分析

根据柴油机的动力学和运动学，建立了柴油机瞬时转速的计算模型，在LabVIEW软件开发平台上开发了仿真计算软件，进行了柴油机瞬时转速的仿真计算与分析．在实验室进行了柴油机瞬时转速的测量与分析，并与仿真计算结果进行了比较，证实了柴油机瞬时转速计算模型的正确性和对故障的可诊断性．考虑螺旋桨对瞬时转速的影响，分析了瞬时转速分析法用于船舶主机（柴油机）监测与诊断的应用条件．     

导管对螺旋桨水动力性能的影响

以面元法为数值计算方法,采用双曲面元以消除面元间的缝隙.分别计算螺旋桨和导管,二者之间的影响通过迭代方法加以考虑.螺旋桨对导管的诱导速度在导管表面周向平均,导管对螺旋桨的诱导速度在螺旋桨盘面处周向平均,从而使导管周围和螺旋桨周围的非定常流动简化为定常流动.应用该方法编制了程序,计算了导管桨的水动力性能,进一步研究了导管的大小、形状、位置等因素对螺旋桨的水动力性能、表面压力分布、叶片环量分布等的影响.     

基于MATLAB的舰船航速性分析立体图解法

一个既定螺旋桨水动力特性数学模型是运行参数的二元函数,可由三维坐标图来表示.立体图解法就是应用MATLAB,以航速、转速和推力(转矩或功率)为坐标轴分别作出螺旋桨水动力特性、原动机外特性的函数立体图,并进行组合和裁剪,为船-机-桨工况配合特性分析提供可视化平台,立体图解法具有众多突出优点,且扩展应用范围广.     

船舶运行工况显示装置在船舶上的测试分析

所研制的船舶运行工况显示装置，能及时显示船舶的航速、阻力变化状态；显示主要的能耗、负荷状态以及螺旋桨在变工况下的推进状态。本文主要介绍应用该显示装置在“江芜１３０号”客船上所测试数据，对其进行整理分析，证明装置工作性能良好，有助于船舶节能航行。     

船舶液压推进的模块选择规则研究

从轮机设备管理的角度,针对液压推进船舶的设计问题,提供一种确定模块选择、设计的依据.介绍了液压推进船舶的原理和功率传递及控制方式,给出柴油机与液压泵站、液压泵站与液压马达、液压马达与螺旋桨之间的选择规则,并建立船舶的动力装置仿真模型用于验证模块的选择,证明了此规则的通用性.